KR20060048364A - Steel excellent in corrosion-resistance, for shipbuilding - Google Patents

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KR20060048364A
KR20060048364A KR1020050051239A KR20050051239A KR20060048364A KR 20060048364 A KR20060048364 A KR 20060048364A KR 1020050051239 A KR1020050051239 A KR 1020050051239A KR 20050051239 A KR20050051239 A KR 20050051239A KR 20060048364 A KR20060048364 A KR 20060048364A
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후미오 유세
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유이치로 고바야시
타츠야 야스나가
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Abstract

도장이나 전기방식을 행하지 않고도 실용화 가능한 내식성이 우수한 조선용(造船用) 강(鋼), 특히 틈새부식에 대한 내구성의 향상을 도모함과 동시에, 해수에 기인한 염분의 부착이나 습윤한 환경에 의한 부식에 대해서도 뛰어난 내구성을 발휘하는 조선용 강재를 제공한다.Corrosion resistance of shipbuilding steels that can be put into practical use without painting or electrical methods, especially for crevice corrosion, and at the same time, corrosion of salts caused by seawater and corrosion due to wet environment To provide shipbuilding steels with excellent durability.

본 발명의 조선용 내식강은 C:0.01~0.30%, Si:0.01~1.50%, Mn:0.01~2.0%, Al:0.005~0.10%를 각각 함유하고, 그 이외에 Co:0.01~5.00% 및 Mg:0.0005~0.020%를 함유하고, 잔부가 철(Fe) 및 불가피 불순물로 이루어진다.Corrosion-resistant steel for shipbuilding of the present invention contains C: 0.01 to 0.30%, Si: 0.01 to 1.50%, Mn: 0.01 to 2.0%, Al: 0.005 to 0.10%, in addition to Co: 0.01 to 5.00% and Mg : 0.0005 ~ 0.020%, and remainder consists of iron (Fe) and an unavoidable impurity.

Description

내식성이 우수한 선박용 강재{Steel excellent in corrosion-resistance, for shipbuilding}Steel material for corrosion resistance {Steel excellent in corrosion-resistance, for shipbuilding}

도 1은 내식성 시험에 이용한 시험편 A의 외관형상을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the external shape of the test piece A used for the corrosion resistance test.

도 2는 내식성 시험에 이용한 시험편 B의 외관형상을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the external appearance of the test piece B used in the corrosion resistance test.

도 3은 내식성 시험에 이용한 시험편 C의 외관형상을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the external appearance of the test piece C used in the corrosion resistance test.

도 4는 내식성 시험에 이용한 시험편 D의 외관형상을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the external appearance of the test piece D used in the corrosion resistance test.

도 5는 내식성 시험에 이용한 시험편 E의 외관형상을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the external appearance of the test piece E used in the corrosion resistance test.

도 6은 내식성 시험에 이용한 시험편 F의 외관형상을 나타낸 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing the appearance of the specimen F used in the corrosion resistance test.

본 발명은, 유조선, 화물선, 화객선, 객선, 군함 등의 선박에서 중요한 구조재(構造材)로 이용되는 선박용 내식강에 관한 것으로, 특히 해수(海水)에 의한 염분이나 항온다습(恒溫多濕)한 환경 하에서의 내식성이 우수한 선박용 강재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to corrosion resistant steel for ships, which is used as an important structural material in ships such as oil tankers, cargo ships, ships, passenger ships, warships, and the like. The present invention relates to marine steels having excellent corrosion resistance under an environment.

상기 각종 선박의 주요한 구조재(예컨데, 외판, 밸러스트 탱크(ballast tank), 유조선 등)로 이용되는 강재는, 해수에 의한 염분이나 항온다습한 환경으로부터 부식손상(腐食損傷)을 입는 일이 많았다. 이러한 부식은, 침수(浸水)나 침몰(沈沒) 등의 해난사고를 부를 위험이 있으므로, 강재에는 무언가 방식수단을 강구할 필요가 있다. 지금까지의 방식수단으로는 (a)도장(塗裝)이나 (b)전기방식(電氣防食) 등이 종래의 기술로 잘 알려져 있다.Steel materials used as the main structural materials (for example, outer shells, ballast tanks, tankers, etc.) of the above-mentioned various vessels often suffered corrosion damage from salts caused by seawater or a constant temperature and humidity environment. Such corrosion has a risk of causing sea accidents such as immersion and sinking, and therefore, it is necessary to take some anticorrosive means for the steel. As the conventional anticorrosive means, (a) coating and (b) electric anticorrosion are well known in the related art.

이 중에서 중도장(重塗裝)으로 대표되는 도장에서는, 도막결함(塗膜欠陷)이 존재할 가능성이 높고, 제조공정에서의 충돌 등에 의해 도막에 흠이 있는 경우도 있기 때문에 소지강재(素地鋼材)가 노출되어 버리는 경우가 많다. 이러한 강재 노출부는 국부적으로 또는 집중적으로 강재가 부식되어 버리고, 안에 수용되어 있는 석유계 액체연료의 조기누설(漏洩)로 이어지게 된다.Among the coatings represented by the middle coating, there is a high possibility of coating defects, and there may be a defect in the coating due to a collision in the manufacturing process or the like. ) Is often exposed. Such steel exposed portions are corroded locally or intensively, leading to premature leakage of petroleum-based liquid fuel contained therein.

한편, 전기방식(電氣防食)은 해수에 완전히 침지(浸漬)된 부위에 매우 유효한 수단이지만, 대기(大氣)중에서 해수의 물보라를 받는 부위 등에는 방식에 필요한 전기회로가 형성되지 않아서, 방식효과가 충분히 발휘되지 못하는 경우가 있다. 또한, 방식용 류전양극(流電陽極)이 이상소모(異常消耗)나 탈락하여 소실된 때에는 곧 격심한 부식이 진행되는 경우가 있다.On the other hand, the electric method is a very effective means for the part completely immersed in seawater, but the electric circuit necessary for the method is not formed in the part receiving the seawater spray in the air, so There are times when it is not enough. In addition, when the anticorrosive current anode disappears due to abnormal consumption or dropping, severe corrosion may proceed immediately.

상기 기술 외에, 강재자체의 내식성을 향상시킨 것으로 예컨데 특허문헌 1 (일본특허 2001-17381호 공보)과 같은 기술도 제안되어 있다. 이 기술은 강재의 화학성분을 적절히 조정하므로써 내식성을 우수히 한 것으로, 무도장(無塗裝)이라도 사용 가능한 조선용(造船用) 내식강이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 2(일본특허 2002-26605호 공보)에는, 강재의 화학성분 조성을 적절히 하므로써 도막의 수명을 향상시킨 선박용 강재에 대해 개시되어 있다. 이들 기술은 종래에 비해 어느 정도의 내식성은 확보할 수 있는 것으로 알려져 있다.In addition to the above technology, for example, a technique such as Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2001-17381) has been proposed to improve the corrosion resistance of the steel material itself. This technique is excellent in corrosion resistance by adjusting the chemical composition of steel materials suitably, and the corrosion resistance steel for shipbuilding which can be used even without coating is disclosed. In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-26605) discloses a marine steel material in which the life of the coating film is improved by appropriately adjusting the chemical composition of the steel material. These techniques are known to be able to secure a certain degree of corrosion resistance compared with the prior art.

그러나, 혹독한 부식환경 하에서는 내식성이 여전히 충분하다고는 할 수 없어서 다시금 내식성 향상이 요구되게 되었다. 특히, 이물(異物)과 강재와의 접촉부분, 구조적인 이유나 방식도막의 손상부분 등에 형성되는 「틈새」부분에서의 부식(이른바 틈새부식)이 현저히 일어나게 되어 수명을 저하시키는 경우도 있는데, 지금까지 제안되어 온 기술은 이러한 부분에서의 내식성이 불충분하였다.However, under severe corrosive environments, the corrosion resistance is still not sufficient, so the corrosion resistance is required again. In particular, corrosion (so-called crevice corrosion) in the contact areas between foreign matter and steel, structural reasons or damage areas of anticorrosive coatings, etc., may occur remarkably, which may reduce the life. The proposed technique has insufficient corrosion resistance in this area.

본 발명은 이러한 사정에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 도장이나 전기방식을 사용하지 않고도 실용화 가능한 내식성이 우수한 조선용(造船用) 강, 특히 틈새부식에 대한 내구성의 향상을 도모함과 동시에, 해수에 기인한 염분부착과 습윤환경에 의한 부식에 대해서도 우수한 내구성을 발휘하는 조선용 강재를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to improve durability against shipbuilding steel, especially crevice corrosion, which is excellent in corrosion resistance that can be put into practical use without the use of coating or electric method. The present invention provides a shipbuilding steel material that exhibits excellent durability against salt adhesion and corrosion caused by a wet environment.

(과제를 해결하기 위한 수단)(Means to solve the task)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조선용 강재로는, 질량 %로,As a steel material for shipbuilding of the present invention for achieving the above object, in mass%,

C : 0.01 ~ 0.30%C: 0.01 ~ 0.30%

Si : 0.01 ~ 1.50%Si: 0.01 ~ 1.50%

Mn : 0.01 ~ 2.0%Mn: 0.01 to 2.0%

Al : 0.005 ~ 0.10% 를 각각 함유하는 외에도,Al: in addition to containing 0.005 to 0.10%,

Co : 0.01 ~ 5.00% 및 Co: 0.01 ~ 5.00% and

Mg : 0.0005 ~ 0.020% 를 함유하고,Mg: contains 0.0005 to 0.020%,

잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 점에 요지를 갖고 있다. 이러한 선박용 강재에서는, Co의 함유량 [Co]와 Mg의 함유량 [Mg]의 비의 값([Co]/[Mg])을 2~350의 범위로 조정하는 것이 바람직하다.The point is that the balance consists of Fe and unavoidable impurities. In such ship steel materials, it is preferable to adjust the value ([Co] / [Mg]) of the ratio of Co content [Co] and Mg content [Mg] to the range of 2-350.

또한 본 발명의 조선용 강재에서는 필요에 의해,In the shipbuilding steel of the present invention, if necessary,

(1) Cu : 0.01 ~ 5.0%,(1) Cu: 0.01-5.0%,

Cr : 0.01 ~ 5.0%    Cr: 0.01 ~ 5.0%

Ni : 0.01 ~ 5.0% 및    Ni: 0.01-5.0% and

Ti : 0.005 ~ 0.20%으로 이루어지는 군(群)으로부터 선택되는 1종 이상,    Ti: at least one selected from the group consisting of 0.005 to 0.20%,

(2) Ca : 0.0005 ~ 0.020%,(2) Ca: 0.0005 to 0.020%,

(3) Mo : 0.01 ~ 5.0% 및/또는 (3) Mo: 0.01 to 5.0% and / or

W : 0.01 ~ 2.0%,    W: 0.01 to 2.0%,

(4) B : 0.0001 ~ 0.010%(4) B: 0.0001 ~ 0.010%

V : 0.01 ~ 0.50% 및    V: 0.01 to 0.50% and

Nb : 0.003 ~ 0.50%으로 이루어지는 군(群)으로부터 선택되는 1종 이상,    Nb: one or more selected from the group consisting of 0.003 to 0.50%,

(5) Zn : 0.001 ~ 0.10% 등을 함유시킨 것도 유효하고, 함유시킨 성분의 종 류에 따라서 조선용 강재의 특성 또한 개선되게 되었다.(5) Zn: 0.001 to 0.10% and the like were also effective, and the properties of shipbuilding steels were also improved according to the type of the contained components.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭해 왔다. 그 결과, 소정량의 Co와 Mg을 병용하여 함유시킴과 동시에, 화학성분 조성을 적절히 조정하면, 상기 과제를 해결할 수 있는 조선용 강재가 실현 가능하다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors earnestly researched in order to solve the said subject. As a result, when a certain amount of Co and Mg were used in combination and the chemical composition was properly adjusted, it was found that shipbuilding steels capable of solving the above problems could be realized, and thus the present invention was completed.

본 발명의 강재는 Co와 Mg를 병용하여 함유키시는 것이 중요하고, 이들 성분의 어느 하나가 빠져도, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 이들 성분의 각각의 작용 효과는 후술하겠지만, 이들을 병용하므로써 내식성이 향상된 이유는 다음과 가이 생각할 수 있다.It is important that the steel materials of the present invention are used in combination with Co and Mg, and even if any of these components is omitted, the object of the present invention cannot be achieved. Although the effect of each of these components will be mentioned later, the reason why corrosion resistance improved by using these together can be considered as follows.

Mg은 부식부분에서 pH 저하를 억제하고 부식반응을 억제하여 내식성을 향상시키는 작용을 발휘하는 것이다. 이러한 작용은 통상의 강재(예컨데 Si-Mn강재)의 성분계에서는, 생성하는 녹(rust)이 다공성(多孔性:porous)이므로 용해된 Mg는 강판 표면 근방에 남아있지 않고 곧 외부(예컨데 해수중)에 확산되어 버리게 된다. 따라서, Mg을 단독으로 함유시킨 것은, 내식성의 향상 효과가 적게된다. 그렇지만, Mg과 같이 Co를 함유시키므로써 미세한 표면녹의 피막이 형성되게 되고, Mg의 외부로의 확산이 억제되게 된다. 또한, 용해된 Co의 가수분해 평균반응과의 상승효과에 의해 내식성을 대폭 향상키시는 것이 가능하다는 것을 알게 되었다.Mg is to suppress the pH decrease in the corrosion portion and to suppress the corrosion reaction to improve the corrosion resistance. This is because in the component system of ordinary steel (for example, Si-Mn steel), since the rust generated is porous, the molten Mg does not remain near the surface of the steel sheet and is immediately external (for example, in seawater). It will spread to. Therefore, containing Mg alone reduces the effect of improving corrosion resistance. However, by containing Co like Mg, a fine surface rust film is formed and diffusion of Mg to the outside is suppressed. It has also been found that the synergistic effect of the dissolved Co with the hydrolysis average reaction can significantly improve the corrosion resistance.

이러한 효과는, 후술하는 적절한 량으로 제어되므로써 발휘되는 것이지만, 이들 함유량 비의 값([Co]/[Mg]:질량비)도 적절히 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 이 값([Co]/[Mg])이 2 미만이면 국부 부식의 억제가 불충분하게 되기 쉽고, 350을 초과하면 전면 부식(全面腐食)의 억제가 불충분하게 된다. 이 [Co]/[Mg]의 값은 바람직하게는 10~350 정도로 하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 20~60 정도가 좋다.Although such an effect is exhibited by being controlled by the appropriate amount mentioned later, it is preferable to also control suitably the value ([Co] / [Mg]: mass ratio) of these content ratios. That is, when this value ([Co] / [Mg]) is less than 2, it is easy to suppress local corrosion, and when it exceeds 350, suppression of whole surface corrosion becomes inadequate. The value of [Co] / [Mg] is preferably about 10 to 350, more preferably about 20 to 60.

본 발명의 강재는, 그 강재로서의 기본적 특성을 만족시키기 위하여 C, Si, Mn, Al 등의 기본적 성분도 적절히 조정할 필요가 있다. 이들 성분의 범위한정 이유에 대하여 상기 Co, Mg의 각 원소에 의한 작용효과와 함께 다음에 나타낸다.In order for the steel of this invention to satisfy the basic characteristics as the steel, it is necessary to adjust basic components, such as C, Si, Mn, and Al suitably. The reason for the range limitation of these components is shown next together with the effect by each element of said Co and Mg.

C : 0.01 ~ 0.30%C: 0.01 ~ 0.30%

C는, 재료의 강도확보를 위해 필요한 원소이다. 선박의 구조부재(構造部材)로서의 최저강도, 즉 대략 400MPa 정도(사용하는 강재의 두께에 따라 달라지지만)를 얻기 위해서는, 0.01% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나 0.30%를 초과하여 과잉 함유시키면 인성(靭性)이 열화한다. 따라서, C의 함유량 범위는 0.01~0.30%로 한다. 또한, C 함유량의 바람직한 하한은 0.02%이고, 보다 바람직하게는 0.04% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, C 함유량의 바람직한 상한은 0.28%이고, 보다 바람직하게는 0.26% 이하로 하는 것이 좋다.C is an element necessary for securing the strength of the material. In order to obtain the minimum strength as the structural member of the ship, that is, about 400 MPa (depending on the thickness of the steel used), it is necessary to contain 0.01% or more. However, when it contains exceeding 0.30%, toughness will deteriorate. Therefore, the content range of C is made 0.01 to 0.30%. Moreover, the minimum with preferable C content is 0.02%, More preferably, it is good to set it as 0.04% or more. Moreover, the upper limit with preferable C content is 0.28%, More preferably, it is good to set it as 0.26% or less.

Si : 0.01 ~ 1.50%Si: 0.01 ~ 1.50%

Si는 탈산(脫酸)과 강도확보를 위해 필요한 원소이고, 0.01%를 충족시키지 못하면 구조부재로서의 최저강도를 확보할 수 없다. 그러나, 1.50%를 초과하여 과잉 함유시키면 용접성(溶接性)이 열화한다. 또한, Si 함유량의 바람직한 하한은 0.02%이고, 보다 바람직하게는 0.15% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Si 함유량의 바람직한 상한은 1.25%이고, 보다 바람직하게는 1.00% 이하로 하는 것이 좋다.Si is an element necessary for deoxidation and securing strength, and if it does not satisfy 0.01%, it cannot secure the minimum strength as a structural member. However, when it contains exceeding 1.50% excessively, weldability will deteriorate. Moreover, the minimum with preferable Si content is 0.02%, More preferably, it is good to set it as 0.15% or more. In addition, the upper limit with preferable Si content is 1.25%, More preferably, it is good to set it as 1.00% or less.

Mn : 0.01 ~ 2.0%Mn: 0.01 to 2.0%

Mn도 Si와 마찬가지로 탈산과 강도확보를 위해 필요한 원소이고, 0.01%를 충족시키지 못하면 최저강도를 확보할 수 없다. 그러나, 2.0%를 초과하여 과잉 함유시키면 인성이 열화한다. 또한, Mn 함유량의 바람직한 하한은 0.05%이고, 보다 바람직하게는 0.10% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Mn 함유량의 바람직한 상한은 1.80%이고, 보다 바람직하게는 1.60% 이하로 하는 것이 좋다.Mn, like Si, is an element necessary for deoxidation and securing strength, and if it does not satisfy 0.01%, it cannot secure the lowest strength. However, when it contains exceeding 2.0% excessively, toughness will deteriorate. Moreover, the minimum with preferable Mn content is 0.05%, More preferably, it is good to set it as 0.10% or more. In addition, the upper limit with preferable Mn content is 1.80%, More preferably, it is good to set it as 1.60% or less.

Al : 0.005 ~ 0.10%Al: 0.005 ~ 0.10%

Al도 Si, Mn과 마찬가지로 탈산과 강도확보를 위해 필요한 원소이고, 0.005%를 충족시키지 못하면 탈산에 효과가 없다. 그러나, 0.10%를 초과하여 첨가하면 용접성을 해하기 때문에, Al 첨가량의 범위는 0.005~0.10%로 하였다. 또한, Al 함유량의 바람직한 하한은 0.010%이고, 보다 바람직하게는 0.015% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Al 함유량의 바람직한 상한은 0.040%이고, 보다 바람직하게는 0.050% 이하로 하는 것이 좋다.Al, like Si and Mn, is an element necessary for deoxidation and securing strength. If Al is not satisfied with 0.005%, Al is not effective in deoxidation. However, since the weldability deteriorates when it exceeds 0.10%, the range of Al addition amount was made into 0.005 to 0.10%. Moreover, the minimum with preferable Al content is 0.010%, More preferably, it is good to set it as 0.015% or more. In addition, the upper limit with preferable Al content is 0.040%, More preferably, it is good to set it as 0.050% or less.

Co : 0.01 ~ 5.0%Co: 0.01 ~ 5.0%

Co는 고염분 환경에서 강재의 내식성 향상에 크게 기여하는 치밀한 표면 녹피막(表面

Figure 112005031493616-PAT00001
被膜)을 형성하는 데 필요불가결한 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Co 함유량을 0.01% 이상으로 하는 것이 필요하다. 그렇지만, 5.0%를 초과하여 과잉 함유시키면 용접성이 열화한다. 따라서, Co 함유량은 0.01~5.0%로 하였다. 또한, Co 함유량의 바람직한 하한은 0.015%이고, 보다 바람직하게는 0.020% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Co 함유량의 바람직한 상한은 4.5%이고, 보다 바람직하게는 4.0% 이하로 하는 것이 좋다.Co is a dense surface rust coating that contributes greatly to the corrosion resistance of steels in high salt environments.
Figure 112005031493616-PAT00001
Iii) an indispensable element for forming. In order to exhibit such an effect, it is necessary to make Co content into 0.01% or more. However, when it contains exceeding 5.0%, weldability will deteriorate. Therefore, Co content was made into 0.01 to 5.0%. Moreover, the minimum with preferable Co content is 0.015%, More preferably, it is good to set it as 0.020% or more. Moreover, the upper limit with preferable Co content is 4.5%, More preferably, it is good to set it as 4.0% or less.

Mg : 0.0005 ~ 0.020%Mg: 0.0005 ~ 0.020%

Mg은 용해에 의해 pH 상승작용을 나타내므로, 철의 용해가 일어난 국부 아노드에서 가수분해 반응에 의한 pH 저하를 억제하고, 부식반응을 억제하여 내식성을 향상시키는 작용을 가진다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서 Mg는 0.0005% 이상 함유시킬 필요가 있지만, 0.020%를 초과하여 함유시키면 가공성과 용접성을 열화시킨다. 따라서, Mg 함유량은 0.0005~0.020%의 범위가 적당하다. Mg 함유량의 바람직한 하한은 0.0007%이고, 보다 바람직하게는 0.0010% 이상 함유시키는 것이 좋다. 또한, Mg 함유량의 바람직한 상한은 0.018%이고, 보다 바람직하게는 0.015% 이하로 하는 것이 좋다.Since Mg exhibits a pH synergism by dissolution, it has the effect of suppressing the pH decrease due to hydrolysis reaction in the local anode where iron dissolution occurs, suppressing the corrosion reaction and improving corrosion resistance. It is necessary to contain Mg 0.0005% or more in order to exhibit such an effect, but when it contains more than 0.020%, workability and weldability will deteriorate. Therefore, the Mg content is appropriately in the range of 0.0005 to 0.020%. The minimum with preferable Mg content is 0.0007%, More preferably, it is good to contain 0.0010% or more. Moreover, the upper limit with preferable Mg content is 0.018%, More preferably, it is good to set it as 0.015% or less.

본 발명의 선박용 강재에서의 기본 성분은 전술한 바와 같고, 잔부는 철(Fe) 및 불가피불순물(예컨데, P, S, O 등)로 이루어진다. 이들 이외에도 강재의 특성을 저해하지 않는 정도의 성분(예컨데, Zr, N 등)도 허용 가능하다. 단, 이들 허용 성분은 그 량이 과잉되면 인성이 열화하므로, 0.1% 정도 이하로 억제해야 한다.The basic component in the ship steel of this invention is as above-mentioned, and remainder consists of iron (Fe) and an unavoidable impurity (for example, P, S, O, etc.). Besides these, components (for example, Zr, N, etc.) of the grade which do not impair the characteristic of steel materials are also acceptable. However, these allowable components deteriorate toughness when their amount is excessive, and should be suppressed to about 0.1% or less.

또한, 본 발명의 선박용 강재에는, 상기 성분 외에도 필요에 의해 (1) Cu, Ni, Ti 및 Cr로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, (2) Ca, (3) Mo 및/또는 W, (4) B, V 및 Nb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, (5) Zn 등을 함유시킨 것도 유효하고, 함유시킨 성분의 종류에 따라서 조선용 강재의 특성 또한 개선되게 된다.In addition to the above components, the marine steel material of the present invention may optionally contain one or more selected from the group consisting of (1) Cu, Ni, Ti, and Cr, (2) Ca, (3) Mo and / or W, ( 4) One or more selected from the group consisting of B, V, and Nb, and (5) Zn and the like are also effective, and the properties of shipbuilding steels are also improved depending on the type of the contained components.

Cu : 0.01 ~ 5.0%, Cr : 0.01 ~ 5.0%, Ni : 0.01 ~ 5.0% 및 Ti : 0.005 ~ 0.20%으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상At least one member selected from the group consisting of Cu: 0.01 to 5.0%, Cr: 0.01 to 5.0%, Ni: 0.01 to 5.0%, and Ti: 0.005 to 0.20%

Cu, Cr, Ni, 및 Ti는, 모두 내식성 향상에 유효한 원소이다. 이 중, Cu 및 Cr은 Co와 마찬가지로 내식성 향상에 크게 기여하는 치밀한 표면녹의 피막을 형성하는 데 유효한 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, 모두 0.01% 이상 함유시키는 것이 좋지만, 너무 많이 함유시키면 용접성이나 열간가공성(熱間加工性)이 열화시키므로, 5.00% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cu 및 Cr을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.05%이고, 보다 바람직한 상한은 4.50%이다.Cu, Cr, Ni, and Ti are all effective elements for improving corrosion resistance. Among them, Cu and Cr, like Co, are effective elements for forming a dense surface rust coating which greatly contributes to the improvement of corrosion resistance. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain all 0.01% or more, but when it contains too much, weldability and hot workability will deteriorate, It is preferable to set it as 5.00% or less. The minimum with more preferable at the time of containing Cu and Cr is 0.05%, and a more preferable upper limit is 4.50%.

Ni은 내식성 향상에 크게 기여하여 치밀한 표면녹의 피막을 안정화(安定化)하는 데 유효한 원소로서, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는 0.01% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 Ni의 함유량이 과잉되면 용접성이나 열간가공성이 열화하므로 5.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. Ni을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.05%이고, 보다 바람직한 상한은 4.50%이다.Ni is an effective element that greatly contributes to the improvement of corrosion resistance and stabilizes a dense surface rust coating. In order to exert such an effect, it is preferable to contain Ni by 0.01% or more. However, when the content of Ni is excessive, the weldability and hot workability deteriorate, so it is preferable to set it to 5.0% or less. The minimum with more preferable at the time of containing Ni is 0.05%, and a more preferable upper limit is 4.50%.

Ti은 내식성 향상에 크게 기여하는 원소로서 표면녹의 피막을 치밀화하여, 그 환경 차단성을 향상시킴과 동시에 틈새내부의 부식을 억제하여 내(耐) 틈새부식성을 향상시키는 원소이다. 이러한 환경하에서 요구되는 내식성을 확보하기 위해서는 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하지만, 0.20%를 초과하여 과잉하게 함유시키면 가공성과 용접성을 열화시키게 된다. Ti을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한 은 0.008%이고, 보다 바람직한 상한은 0.15%이다.Ti is an element that greatly contributes to the improvement of corrosion resistance, densifies the surface rust coating, improves its environmental barrier properties, and inhibits corrosion in the gap, thereby improving the corrosion resistance of the gap. In order to ensure the corrosion resistance required under such an environment, it is preferable to contain 0.005% or more, but excessively containing more than 0.20% deteriorates workability and weldability. The minimum with more preferable Ti containing is 0.008%, and a more preferable upper limit is 0.15%.

Ca : 0.0005 ~ 0.020%Ca: 0.0005 ~ 0.020%

Ca은 Mg과 마찬가지로, 용해에 의해 pH 상승작용을 나타내고, 철의 용해가 일어나고 있는 국부 아노드에서 가수분해반응에 의한 pH저하를 억제하고 부식반응을 억제하여 내식성을 향상시키는 데 효과가 있는 원소이다. Ca에 의한 이러한 효과는, 0.0005% 이상 함유시키므로써 유효하게 발휘되지만, 0.020%을 초과하여 과잉하게 함유시키면 가공성과 용접성을 열화시키게 된다. Ca를 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.0010%이고, 보다 바람직한 상한은 0.015%이다.Ca, like Mg, is an element that exhibits a pH synergism by dissolution, and is effective in improving the corrosion resistance by inhibiting the pH decrease due to hydrolysis reaction and inhibiting the corrosion reaction in the local anode where iron dissolution occurs. . Such an effect by Ca is effectively exhibited by containing 0.0005% or more, but excessively containing more than 0.020% deteriorates workability and weldability. The minimum with more preferable Ca containing is 0.0010%, and a more preferable upper limit is 0.015%.

Mo : 0.01 ~ 5.0% 및/또는 W : 0.01 ~ 2.0%Mo: 0.01% to 5.0% and / or W: 0.01% to 2.0%

Mo 및 W은 부식의 균일성을 높여 국부 부식에 의한 구멍발생을 억제하는 작용이 있다. 특히 Co와 동시에 함유시키므로써 현저한 균일 부식성 향상작용이 발휘된다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, 모두 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하지만, 과잉하여 함유시키면 용접성이 열화하므로 Mo은 5.0% 이하, W은 2.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. Mo을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.02%이고, 보다 바람직한 상한은 4.50%이다. 또한, W을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.02%이고, 보다 바람직한 상한은 1.8%이다.Mo and W have the effect of increasing the uniformity of corrosion to suppress the generation of holes due to local corrosion. In particular, by containing simultaneously with Co, a remarkable homogeneous corrosive improvement effect is exhibited. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain all 0.01% or more, but when it contains excessively, weldability will deteriorate, It is preferable to make Mo 5.0% or less and W 2.0% or less. The minimum with more preferable Mo when it contains is 0.02%, and a more preferable upper limit is 4.50%. Moreover, the minimum with more preferable at the time of containing W is 0.02%, and a more preferable upper limit is 1.8%.

B : 0.0001 ~ 0.010%, V : 0.01 ~ 0.50% 및 Nb : 0.003 ~ 0.50%으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상At least one selected from the group consisting of B: 0.0001 to 0.010%, V: 0.01 to 0.50%, and Nb: 0.003 to 0.50%

선박용 강재에는 적용하는 부위에 따라 보다 고강도화가 필요한 경우가 있는데, 이들 원소는 강도향상에 필요한 원소이다. 그 중에서 B은 0.0001% 이상 함유시 키므로써 경화능(hardenability)이 향상되어 강도향상에 유효하지만, 0.010%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 모재인성이 열화하기 때문에 좋지 않다. V은 0.01% 이상 함유시키므로써 강도 향상에 유효하지만, 0.50%를 넘어 과잉으로 함유시키면 강재의 인성열화를 초래하게 되어 바람직하지 않다. Nb는 0.003% 이상 함유시키므로써 강도향상에 유효하지만, 0.50%을 초과하여 과잉 함유시키면 강재의 인성 열화를 초래하게 된다. 또한, 이들 원소의 보다 바람직한 하한은 B은 0.0003%, V은 0.02%, Nb는 0.005%이다. 또한 보다 바람직한 상한은 B은 0.0090%, V은 0.45%, Nb는 0.45%이다.There are cases where high strength is required for ship steels depending on the part to be applied, and these elements are necessary for improving the strength. Among them, B is contained in an amount of 0.0001% or more, which improves hardenability and is effective in improving strength. However, when B is contained in excess of 0.010%, the base metal toughness deteriorates. V is effective in improving strength by containing 0.01% or more, but excessively exceeding 0.50% causes deterioration of toughness of the steel, which is not preferable. Nb is contained in an amount of 0.003% or more, which is effective in improving strength. However, when Nb is contained in excess of 0.50%, toughness of the steel is caused. Moreover, the minimum with more preferable of these elements is 0.0003% for B, 0.02% for V, and 0.005% for Nb. The upper limit of B is more preferably 0.0090%, V is 0.45%, and Nb is 0.45%.

Zn : 0.01 ~ 0.10%Zn: 0.01 ~ 0.10%

Zn은 염분이나 유황분과 반응하여 강재 표면에 염화아연이나 황화아연의 침전피막을 형성하고, 강(鋼)의 소지를 환경에서 오는 수분으로부터 차단하여 부식을 억제하는 효과를 가진다. 물질이동이 제한되어 있는 도막 안과 틈새부분에서는 염화아연이나 황화아연은 바다쪽으로 흘러가버리는 일 없이 강재의 표면에 침전되기 쉬우므로, 특히 도막밑이나 틈새부에서의 부식억제 효과가 크다.Zn reacts with salt or sulfur to form zinc chloride or zinc sulfide on the surface of the steel, and inhibits corrosion by blocking steel from water from the environment. Zinc chloride and zinc sulfide are easily deposited on the surface of the steel without flowing out to the sea in the gap between the coating film and the gap where the material movement is limited, and therefore, the corrosion inhibitory effect is particularly high at the bottom of the film or in the gap.

이러한 효과를 거두어, 요구되는 내식성을 확보하기 위해서는 Zn의 함유량은 0.001% 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, 0.10%을 초과하여 과잉 함유시키면 가공성과 용접성이 열화한다. 따라서 Zn의 함유량은 0.001~0.10%로 한다. 또한, Zn 함유량의 바람직한 하한은 0.003%이고, 보다 바람직하게는 0.005% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Zn 함유량의 바람직한 상한은 0.09%이고, 보다 바람직하게는 0.08% 이하로 하는 것이 좋다.In order to achieve such an effect and to ensure required corrosion resistance, the content of Zn needs to be 0.001% or more. However, when it contains exceeding 0.10% excessively, workability and weldability will deteriorate. Therefore, content of Zn is made into 0.001 to 0.10%. Moreover, the minimum with preferable Zn content is 0.003%, More preferably, it is good to set it as 0.005% or more. In addition, the upper limit with preferable Zn content is 0.09%, More preferably, it is good to set it as 0.08% or less.

본 발명의 강재를 용접하여 용접구조물을 형성하는 경우, 통상의 용접조건 또는 용재를 이용한 용접을 실시하면 상기 유효원소의 농도가 용접 이음매에서 변화하기 때문에 용접부에서 내식성이 발현되지 않는 경우가 있다. 특히, Mg 및 Co의 함유량은 각각 다음의 식 (1),(2)를 만족해야 한다.In the case of welding the steel of the present invention to form a welded structure, when welding is carried out under normal welding conditions or using a material, there is a case where corrosion resistance is not expressed in the welded part because the concentration of the effective element changes in the welded joint. In particular, the contents of Mg and Co must satisfy the following formulas (1) and (2), respectively.

0.30 ≤ 용착금속의 Co 함유량/모재의 Co 함유량 ≤ 3.0 ‥‥ (1)0.30 ≤ Co content of deposited metal / Co content of base metal ≤ 3.0 ‥‥ (1)

0.30 ≤ 용착금속의 Mg 함유량/모재의 Mg 함유량 ≤ 3.0 ‥‥ (2)0.30 ≤ Mg content of deposited metal / Mg content of base metal ≤ 3.0 ‥‥ (2)

즉, 용착금속(溶着金屬)과 모재(母材)와의 비(용착금속의 함유량/모재의 함유량)가 모두 0.30을 넘지 않는 경우(0.30 미만)에는, 이들 원소첨가에 의한 내식성 향상의 상승효과가 발현되지 않고, 용착금속 부분의 내식성이 불충분하게 된다. 또한, 이 비(比)가 3.0을 넘으면 용접부의 인성열화가 일어나기 때문에, 기계 강도 면에서는 바람직하지 않다. 따라서, 해당 비(比)는 0.30~3.0으로 조정하는 것이 권장되고, 보다 바람직하게는 0.5~2.0으로 조정하는 것이 바람직하다.In other words, when the ratio between the weld metal and the base metal (content of the weld metal / content of the base metal) does not exceed 0.30 (less than 0.30), the synergistic effect of improving the corrosion resistance by the addition of these elements is obtained. It is not expressed and the corrosion resistance of the weld metal part becomes insufficient. In addition, when this ratio exceeds 3.0, the toughness of the welded portion will occur, which is not preferable in view of mechanical strength. Therefore, it is recommended that the ratio be adjusted to 0.30 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0.

또한, Mg, Co 외의 내식성 향상에 유효한 원소인 Cu, Cr, Ni, Ti, Ca, Mo, W, Zn에 관해서도, 이들을 첨가하는 경우에는 용착금속과 모재와의 함유량의 비(용착금속의 함유량/모재의 함유량)를 0.30~3.0으로 조정하는 것이 권장되고, 보다 바람직하게는 0.5~2.0으로 조정하는 것이 권장된다.Moreover, also about Cu, Cr, Ni, Ti, Ca, Mo, W, and Zn which are elements effective for improving corrosion resistance other than Mg and Co, when adding these, ratio of content of a weld metal and a base material (content of a weld metal / It is recommended to adjust the content of the base metal) to 0.30 to 3.0, and more preferably to 0.5 to 2.0.

본 발명의 조선용 강재는, 기본적으로는 도장을 행하지 않고도 강재 자체가 우수한 내식성을 발휘하는 것을 목적으로 하지만, 필요에 따라서 후술하는 실시예에 나타난 타르에폭시 수지도료, 혹은 그 이외의 대표되는 중방식도장(重防食塗裝), 진크릿치페인트, 숏프프라이머, 전기방식 등의 다른 방식방법(防食方法)과 병용 하는 것도 가능하다. 이러한 방식도장을 행하는 경우에는, 후술하는 실시예에 나타낸 바와 같이 도장막 자체의 내식성(도장내식성)도 양호하게 된다.The steel for shipbuilding of the present invention basically aims to exhibit excellent corrosion resistance of the steel itself without coating, but if necessary, the tar epoxy resin coating material or other representative heavy methods shown in Examples described later. It is also possible to use it in combination with other methods such as painting, heavy paint, shot primer, and electric. In the case of performing such anticorrosive coating, the corrosion resistance (coating corrosion resistance) of the coating film itself is also good as shown in Examples described later.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 원래 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전·후술한 취지에 적합한 범위 내에서 적당히 변경시켜 실시한 것도 물론 가능하며, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely. The present invention is not limited to the following examples in the original, and of course, the present invention can be modified as appropriate within the range suitable for the above-described purpose, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

(실시예)(Example)

실시예 1Example 1

하기 표 1~3에 나타난 본 발명상의 화학성분 조성 범위를 가진 강재를 회전로에서 용제하고, 연속주조 및 열간압연에 의해 각종 강판을 제조하였다. 얻어진 강판을 절단 및 표면연삭하여 최종적으로 100×100×25(mm) 크기의 시험편을 제작하였다(시험편 A). 시험편 A의 외관형상을 도 1에 나타내었다.Steels having a chemical composition range of the present invention shown in Tables 1 to 3 were dissolved in a rotary furnace, and various steel sheets were manufactured by continuous casting and hot rolling. The obtained steel sheet was cut and surface-grinded, and finally, the test piece of 100x100x25 (mm) size was produced (test piece A). The external shape of the test piece A is shown in FIG.

<표 1>TABLE 1

Figure 112005031493616-PAT00002
Figure 112005031493616-PAT00002

<표 2>TABLE 2

Figure 112005031493616-PAT00003
Figure 112005031493616-PAT00003

<표 3>TABLE 3

Figure 112005031493616-PAT00004
Figure 112005031493616-PAT00004

또한, 도 2에 나타난 바와 같이 20×20×5(mm)의 작은 시험편 4개를 100×100×25(mm)의 큰 시험편(상기 시험편 A와 같은 것)에 접촉시켜, 틈새부를 형성한 시험편 B를 제작하였다. 틈새형성용 작은 시험편과 큰 시험편은 같은 화학성분 조성의 강재로서, 표면의 마무리도 상기 시험편 A와 같이 표면연삭하였다. 그리고 작은 시험편의 중심에 5mmΦ의 구멍을, 기재측(큰 시험편측)에 나사구멍을 뚫어서 M4프라스틱제 나사로 고정시켰다.As shown in Fig. 2, four small test pieces of 20 × 20 × 5 (mm) were brought into contact with a large test piece of 100 × 100 × 25 (mm) (same as the above test piece A) to form a gap. B was produced. The small test piece and the large test piece for gap formation are steel materials of the same chemical composition, and the surface finish was also surface-grinded like the test piece A. Then, a 5 mm phi hole was drilled in the center of the small test piece, and a screw hole was drilled in the base material side (large test piece side) and fixed with a screw made of M4 plastic.

또한, 평균 두께 250㎛의 타르에폭시 수지도장(하도:Zn리치 프라이머(Zn-rich primer))을 전면(全面)에 실시한 시험편 C(도 3)도 이용하였다. 그리고 방식을 위한 도막에 흠이 난 소지강재가 노출된 경우의 부식 진전정도를 조사하기 위하여, 시험편 C의 편면에는 소지까지 달하는 흠집(길이:100mm, 폭:약 0.5mm)을 컷터나이프로 형성하였다.Moreover, the test piece C (FIG. 3) which carried out the tar epoxy resin coating of the average thickness of 250 micrometers (the lower surface: Zn-rich primer) on the whole surface was also used. In order to investigate the degree of corrosion progress when the damaged steel is exposed to the coating film for the anticorrosion method, a cut (length: 100 mm, width: about 0.5 mm) extending to the base was formed on one side of the specimen C. .

상기 표 1~3에 나타난 본 발명상의 각 화학성분 조성의 공시재에 대하여, 시험편 A, 시험편 B 및 시험편 C를 각각 5개씩 부식시험에 이용하였다. 이 때의 부식시험 방법은 다음과 같다.About specimens of each chemical composition of the present invention shown in Tables 1 to 3, five specimens A, specimen B and specimen C were used for the corrosion test. The corrosion test method at this time is as follows.

[부식시험 방법]Corrosion Test Method

우선 해양환경을 모의하여, 해수분무시험(海水噴霧試驗)과 항온항습시험(恒溫恒濕試驗)의 반복에 의한 복합사이클 부식시험을 행하였다. 해수분무시험은 수평에서 60°의 각도로 기울여 공시재(각 시험편 A~C)를 시험통 안에 설치하고, 35℃의 인공해수(염수)를 안개 상태로 분무시켰다. 염수의 분무는 항상 연속적으로 행하였다. 이 때 시험통 안에서 수평으로 설치되었던 면적 80㎠의 원형접시에 1시간 당 1.5±0.3mL의 인공해수가 임의 위치에서 채취되도록 분무량을 미리 조정하였다. 항온항습시험은 온도:60℃, 습도:95%로 조정한 시험통 안에, 공시재를 수평에서 60°의 각도로 기울여 설치하여 행하였다. 해수분무시험:4시간, 항온항습시험:4시간을 1사이클로 하여, 이것을 번갈아 행하여 공시재를 부식시켰다. 토탈 시험시간은 6개월간으로 하였다.First, the marine environment was simulated, and the combined cycle corrosion test was repeated by repeating the sea water spray test and the constant temperature and humidity test. In the sea water spray test, the test specimens (each specimens A to C) were installed in the test chamber at an angle of 60 ° from the horizontal, and artificial seawater (saline) at 35 ° C. was sprayed in a mist state. The spraying of the brine was always carried out continuously. At this time, the spray amount was adjusted in advance so that 1.5 ± 0.3 mL of artificial seawater was collected at an arbitrary position in a circular dish having an area of 80 cm 2, which was installed horizontally in the test tube. The constant temperature and humidity test was carried out in a test tube adjusted to a temperature of 60 ° C. and a humidity of 95% by installing the test material at an angle of 60 ° from the horizontal. Sea water spray test: 4 hours, constant temperature and humidity test: 4 hours were made into 1 cycle, and this was done alternately, and the test material was corroded. The total test time was 6 months.

(1) 시험편 A는, 시험전후의 중량변화를 평균 판두께 감소량 D-ave(mm)로 환산하고, 시험편 5개의 평균치를 산출하여 각 공시재의 전면부식성을 평가하였다. 또한, 촉침식(觸針式) 3차원형상 측정장치를 이용하여 시험편 A의 최대침식깊이 D-max(mm)를 구하고, 평균 판두께 감소량 [D-ave(mm)]로 규격화하여(즉, D-max/D-ave를 산출하여] 부식균일성을 평가하였다. 또한, 시험 후의 중량측정 및 판두께 측정은 구연산 수소2암모니움 수용액 안에서의 음극전해법[JIS K8284]에 의해 녹 등의 부식생성물을 제거하고 실시하였다.(1) The test piece A converted the weight change before and after the test into the average plate thickness reduction amount D-ave (mm), calculated the average value of five test pieces, and evaluated the front corrosion of each specimen. In addition, the maximum erosion depth D-max (mm) of the specimen A was obtained using a tactile three-dimensional shape measuring device, and normalized to an average plate thickness reduction amount [D-ave (mm)] (that is, Calculation of D-max / D-ave] was used to evaluate the corrosion uniformity, and the gravimetric and plate thickness measurements after the test were performed by corrosion of rust and the like by cathodic electrolysis [JIS K8284] in aqueous hydrogen citrate diammonium solution. The product was removed and run.

(2) 시험편 B는, 틈새부식(접촉면)의 목시관찰(目視觀察)을 행하고 틈새부식발생의 유무를 조사하여 틈새부식이 나타난 경우에는 상기 음극전해법에 의해 부식생성물을 제거하고, 촉침식 3차원형상 측정장치를 이용하여 최대 틈새부식의 깊이 D-crev(mm)를 측정하였다.(2) Test piece B performs visual observation of crevice corrosion (contact surface), investigates the presence of crevice corrosion, and if crevice corrosion appears, removes corrosion products by the cathodic electrolysis method. Depth D-crev (mm) of maximum crevice corrosion was measured using a dimensional shape measuring device.

(3) 도장처리를 실시한 시험편 C(흠집을 낸 것)는, 시험후에 흠집을 형성한 면에 도막이 팽창한 면적의 비율(팽창면적률)을 측정하였다. 팽창면적률은 격자점법(격자간격 1mm)으로 구하였다. 즉, 팽창이 확인된 격자점의 수를 모든 격자점수에서 제하고, 그것을 팽창면적률로 정의하여 시험편 5개의 평균치를 구하였다. 또한, 흠집에 수직방향의 도막이 팽창한 폭을 노기스로 측정하여 시험편 5개의 최대치를 최대 팽창폭이라 정의하였다.(3) The test piece C (scratched) which the coating process was performed measured the ratio (expansion area ratio) of the area which the coating film expanded to the surface where the scratch was formed after a test. The expansion area ratio was calculated by the lattice point method (lattice spacing 1mm). That is, the number of lattice points for which expansion was confirmed was subtracted from all lattice points, and the average value of five test pieces was obtained by defining it as the expansion area ratio. In addition, the width | variety which the coating film of the direction perpendicular | vertical to the flaw expanded was measured by vernier, and the maximum value of five test pieces was defined as the maximum expansion width.

상기 내(耐)전면부식성(D-ave), 부식균일성(D-max/D-ave), 내(耐)틈새부식성(D-crev), 도막내식성(팽창면적률 및 최대팽창폭)의 평가 기준은 다음 표 4와 같았다. 부식시험 결과를 다음 표 5~6에 나타내었다.The above-mentioned corrosion resistance (D-ave), corrosion uniformity (D-max / D-ave), crevice corrosion resistance (D-crev), coating corrosion resistance (expansion area ratio and maximum expansion width) Evaluation criteria were as Table 4 below. Corrosion test results are shown in the following Tables 5-6.

<표 4>TABLE 4

Figure 112005031493616-PAT00005
Figure 112005031493616-PAT00005

<표 5>TABLE 5

Figure 112005031493616-PAT00006
Figure 112005031493616-PAT00006

<표 6>TABLE 6

Figure 112005031493616-PAT00007
Figure 112005031493616-PAT00007

이들 결과로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다. Co 또는 Mg의 어느쪽인가를 함유하지 않은 No.2, No.3의 것, Co 또는 Mg의 함유량이 본 발명에서 규정하는 하한치를 만족하지 않는 No.4, No.5의 것은 Co 또는 Mg의 첨가효과에 의해 종래의 강(No.1)에 비하여 내(耐)전면부식성은 조금 개선되었다. 그러나, Co가 함유되지 않은 No.2 및 Co량이 부족한 No.4에서는, 부식균일성과 팽창면적률에서 개선효과가 나타나지 않는다. 또한, Mg이 함유되어 있지 않은 No.3 및 Mg량이 부족한 No.5에서는 내(耐)틈새부식성과 최대 팽창폭에서 개선효과가 나타나지 않으므로, 선박용 강재의 내식성으로서는 불충분하다.From these results, it can consider as follows. Nos. 2 and 3 which do not contain either Co or Mg, and Nos. 4 and No. 5 in which the content of Co or Mg does not satisfy the lower limit specified in the present invention are those of Co or Mg. By the addition effect, the front corrosion resistance slightly improved compared with the conventional steel (No. 1). However, in No. 2 which does not contain Co and No. 4 in which Co amount is insufficient, there is no improvement effect in corrosion uniformity and expansion area ratio. In addition, in No. 3 that does not contain Mg and No. 5 in which the Mg amount is insufficient, the improvement effect is not exhibited in the crevice corrosion resistance and the maximum expansion width, and thus, the corrosion resistance of ship steel is insufficient.

이에 반해, Co 및 Mg을 병용하여 적정량을 함유시킨 것(No.6~No.50)은 이들 원소의 첨가에 의한 상승효과로 모두 내식성도 종래 강(No.1)보다 우수하고, 선박용 내식강으로서 바람직하다는 결과를 얻게 되었다. 특히, Co 및 Mg의 병용에 더하여 Cu, Cr, Ni, Ti, Ca, Mo, W 및 Zn 등의 내식성 향상 원소를 함유시키므로써, 강재의 내식성이 한층 향상됨을 알게 되었다.On the other hand, those containing Co and Mg in combination with appropriate amounts (Nos. 6 to 50) are all synergistic by the addition of these elements, which are also superior in corrosion resistance to conventional steels (No. 1), and are corrosion resistant for ships. As a result, the result was obtained. In particular, it has been found that the corrosion resistance of steel materials is further improved by including corrosion resistance improving elements such as Cu, Cr, Ni, Ti, Ca, Mo, W and Zn in addition to the use of Co and Mg.

이 중에서 Cu, Cr, Ni 또는 Ti를 첨가한 공시재에는, 특히 도장공시재의 최대 팽창폭을 저감시키는 효과가 인정되고(No.13~No.15 등), 이들 원소의 녹 치밀화가 컷트부의 녹 안정화에 작용하여 부식진전을 억제한 것이라고 추정된다. 또한, Ca은 내(耐)틈새부식성을 높이는 효과가 인정되고(No.16, No.20, No.22 등), Ca이 틈새 안의 pH저하 억제를 한층 강화하여 부식을 저감한 것이라고 볼 수 있다. 또한, Mo나 W의 첨가는 부식균일성과 도장팽창성의 향상에 매우 효과가 있음을 알 수 있다(No.31~No.33 등). 또한, No.30, No.33, No.34, No.35 등의 결과에서 알 수 있듯이, ([Co]/[Mg])의 값을 적절히 조정하므로써 각종 내식성이 대폭으로 우수해지는 결과를 얻게 되었다. 또한, Zn을 첨가한 공시재(No.40~No.42 등)에는, 더욱 도장내식성과 내(耐)틈새부식성이 향상된 결과를 얻게 되었다. 예컨데, Mg 및 Co의 병용에 더하여 Zn을 적정량 첨가한 No.41은, Mg 및 Co의 병용만 한 No.6에 비하여 시험편 C의 팽창면적률이 저감된 결과를 얻게 되었다. 이와 같은 Zn첨가에 따른 내식성 향상은, 강재 표면에서 염화아연이나 황화아연의 침전피막형성에 의해 강의 소지를 주변 환경에서 오는 수분으로부터 차단하여 부식을 억제하는 효과가 작용한 결과라 추정된다.Among these, the test material to which Cu, Cr, Ni, or Ti was added, especially the effect of reducing the largest expansion width of a coating test material (No.13-No.15 etc.) is recognized, and the rust densification of these elements is the rust of a cut part. It is presumed to have suppressed the development of corrosion by acting on stabilization. In addition, the effect of improving the corrosion resistance of Ca is recognized (No. 16, No. 20, No. 22, etc.), and Ca can be considered to have reduced corrosion by further strengthening the inhibition of pH decrease in the gap. . In addition, it can be seen that the addition of Mo or W is very effective in improving the corrosion uniformity and coating expandability (Nos. 31 to 33). In addition, as can be seen from the results of No. 30, No. 33, No. 34, No. 35, etc., by appropriately adjusting the value of ([Co] / [Mg]), various corrosion resistances are obtained. It became. In addition, Zn-added test materials (No. 40 to No. 42, etc.) have further improved coating corrosion resistance and crevice corrosion resistance. For example, No. 41, in which a proper amount of Zn was added to Mg and Co in combination, resulted in a reduction in the expansion area ratio of Test Piece C compared to No. 6 in which only Mg and Co were used in combination. The improvement of corrosion resistance by the addition of Zn is believed to be a result of the effect of inhibiting corrosion by blocking the possession of steel from moisture from the surrounding environment by forming a deposition film of zinc chloride or zinc sulfide on the surface of the steel.

실시예 2Example 2

다음 표 7에 나타난 화학성분 조성의 강재를 회전로에서 용제하고, 연속주조 및 열간압연에 의해 각종 강판을 제작하였다. 얻어진 강판을 절단 및 표면연삭을 행하여, 최종적으로 300×150×25(㎜) 크기의 시험편 D'를 제작하였다. 표 8에 나타난 화학성분의 용접재료를 이용하여 서브마지 아-크 용접을 행하고, D'2개 보다 도면에 나타난 이음매 시험편 D를 제작하였다(도 4). 또한, 모든 용접재료의 와이어 직경은 4.8㎜, 개선형상(開先形狀)은 V자 형으로 하였다. 입열량(入熱量)은 1에서 10kJ/㎜로 적당히 조정하였다.The steels of the chemical composition shown in Table 7 were then dissolved in a rotary furnace, and various steel sheets were produced by continuous casting and hot rolling. The obtained steel sheet was cut and surface-grinded, and finally, the test piece D 'of 300x150x25 (mm) size was produced. The sub-marge arc welding was performed using the welding material of the chemical component shown in Table 8, and the seam test piece D shown in the figure was produced rather than D'2 (FIG. 4). In addition, the wire diameter of all the welding materials was 4.8 mm, and the improved shape was V-shaped. The amount of heat input was appropriately adjusted from 1 to 10 kJ / mm.

또한, 시험편 D의 용접부에 60×60×5(㎜)의 작은 시험편 2개를 접촉시켜서, 틈새부를 형성한 시험편 E를 제작하였다(도 5). 틈새형성용의 작은 시험편의 화학성분조성은 시험편 D의 모재와 같이 하고, 표면 마무리도 상기 시험편 D와 같은 표면연삭을 행하였다. 그리고, 작은 시험편의 중심에 10㎜Φ의 구멍을, 기재측(큰 시험편 측)에 나사구멍을 뚫어서, M8 프라스틱제 나사로 고정하였다.Further, two small test pieces of 60 × 60 × 5 (mm) were brought into contact with the weld portion of the test piece D to prepare a test piece E having a gap portion (FIG. 5). The chemical composition of the small test piece for gap formation was the same as that of the test piece D, and the surface finish was subjected to the same surface grinding as the test piece D. And the hole of 10 mm (phi) was made to the center of a small test piece, the screw hole was made to the base material side (large test piece side), and it fixed with the screw made of M8 plastic.

또한, 평균 두께 250㎛의 타르에폭시 수지도장(하도:Zn리치 프라이머)을 전면에 실시한 시험편 F(도 6)도 이용하였다. 그리고 방식을 위한 도막에 흠집을 낸 소지강재가 노출된 경우의 부식진전 정도를 조사하기 위하여, 시험편 F의 편면에는 소지까지 달하는 흠집(길이:200㎜, 폭:약 0.5㎜)을 용접선에 수직 및 수평방향으로 컷트 나이프로 형성하였다.Moreover, the test piece F (FIG. 6) which carried out the tar epoxy resin coating of the average thickness of 250 micrometers (the lower degree: Zn-rich primer) on the whole surface was also used. In order to investigate the degree of corrosion progress when the base steel which has scratched the coating film for corrosion protection is exposed, a flaw (length: 200 mm, width: about 0.5 mm) extending to the base is perpendicular to the welding line on one side of the specimen F. It was formed by a cut knife in the horizontal direction.

<표 7>TABLE 7

Figure 112005031493616-PAT00008
Figure 112005031493616-PAT00008

<표 8>TABLE 8

Figure 112005031493616-PAT00009
Figure 112005031493616-PAT00009

상기 표 7, 8에 나타난 모재 및 용접재료를 이용하여 제작한 이음매 시험편에 대하여 시험편 D, 시험편 E 및 시험편 F를 각각 5개씩 이용하여 부식시험을 하였다. 이 때의 부식시험방법(실선(實船)폭로시험)은 다음과 같았다.The seam test specimens prepared using the base materials and the welding materials shown in Tables 7 and 8 were subjected to a corrosion test using five test specimens D, five test specimens, and five test specimens, respectively. At this time, the corrosion test method (solid line exposure test) was as follows.

[부식시험방법]Corrosion Test Method

제작한 공시재, 각 시험편 D~F를 각각 5개씩 VLCC 유조선의 탱크 내면의 밑판에 설치하고, 5년간 통상 운항한 후 각 공시재의 부식상황을 조사하였다. 5년간의 폭로후에 시험편 D에 대해서는, 구연산 수소2 암모니움 수용액 중에서의 음극전해법[JIS K8284]에 의해 철녹 등의 부식생성물을 제거하였다. 또한, 시험편 E에 대해서도, 틈새형성용의 작은 시험편을 떼어내고 같은 방법으로 부식생성물을 제거하였다.Five test specimens and five test specimens D to F were installed on the bottom plate of the tank inner surface of the VLCC tanker, and the corrosion status of each specimen was examined after normal operation for five years. After 5 years of exposure, the specimen D was removed from corrosion products such as iron rust by the cathodic electrolytic method [JIS K8284] in aqueous hydrogen citrate 2 ammonium solution. In addition, also about the test piece E, the small test piece for gap formation was removed, and the corrosion product was removed by the same method.

(1) 시험편 D는, 시험 전후의 중량변화를 평균 판두께 감소량 D-ave(㎜)으로 환산하고, 시험편 5개의 평균치를 산출하여 각 공시재의 전면부식성을 평가하였다. 또한, 촉침식 3차원형상 측정장치를 이용하여 시험편 D의 최대 침식깊이 D-max(㎜)를 구하고, 평균 판두께 감소량[D-ave(㎜)]으로 규격화하여(즉, D-max/D-ave를 산출하여), 부식균일성을 평가하였다.(1) The test piece D converted the weight change before and after the test into the average plate | board thickness reduction amount D-ave (mm), calculated the average value of 5 test pieces, and evaluated the front corrosion of each test material. In addition, the maximum erosion depth D-max (mm) of the test piece D was obtained using a tactile three-dimensional shape measuring device, and normalized to an average plate thickness reduction amount [D-ave (mm)] (that is, D-max / D). -ave was calculated) to evaluate the corrosion uniformity.

(2) 시험편 E는, 촉침식 3차원형상 측정장치를 이용하여 큰 시험편 측의 최대 틈새부식 깊이 D-crev(㎜)를 측정하였다.(2) The test piece E measured the maximum crevice corrosion depth D-crev (mm) of the big test piece side using the stylus three-dimensional shape measuring apparatus.

(3) 도장처리를 실시한 시험편 F(커트 흠집)는, 커트 흠집에 수직방향으로 도막팽창폭(㎜)을 노기스로 측정하고, 시험편 5개의 최대치를 최대팽창폭이라 정의하였다.(3) The test piece F (cut scratch) subjected to the coating treatment measured the coating film expansion width (mm) in a direction perpendicular to the cut scratch, and defined the maximum value of the five test specimens as the maximum expansion width.

상기 내(耐)전면부식성(평균판 감소량:D-ave), 부식균일성(D-max/D-ave), 내(耐)틈새부식성(D-crev), 도장내식성(최대팽창폭)의 평가기준은 표 9와 같았다. 부식시험결과를 다음 표 10에 나타내었다. 단, 표 10에서 I(Co)는 용착(溶着)금속의 Co 함유량/모재(母材)의 Co 함유량, I(Mg)는 용착금속의 Mg 함유량/모재의 Mg 함유량을 나타낸다.The front corrosion resistance (average plate reduction amount: D-ave), corrosion uniformity (D-max / D-ave), crevice corrosion resistance (D-crev), coating corrosion resistance (maximum expansion width) Evaluation criteria were shown in Table 9. The corrosion test results are shown in Table 10 below. In Table 10, I (Co) represents Co content of the weld metal / Co content of the base metal, I (Mg) represents the Mg content of the weld metal / Mg content of the base metal.

<표 9>TABLE 9

Figure 112005031493616-PAT00010
Figure 112005031493616-PAT00010

<표 10>TABLE 10

Figure 112005031493616-PAT00011
Figure 112005031493616-PAT00011

용접부에서 Mg 및 Co 함유량이 관계식(1) 또는 (2)를 만족하지 않는 No.51 및 No.52는 내(耐)전면부식성은 우수하지만 내(耐)틈새부식성 등 다른 부식특성에 대해서는 만족할만한 결과는 얻지 못하였다. 이것은 용접금속의 부분에서 부식이 진전한 결과이다. 이에 반해, 당해 비(比)가 관계식 (1) 및 (2)를 만족한 No.53 ~ No.58 종래 내식강(No.2~4)에서는 모두 부식특성에 대해서도 내식성 향상이 확인되었고, 용접구조체로서 바람직한 내식성을 나타내었다.No. 51 and No. 52, in which the Mg and Co content does not satisfy the relation (1) or (2) in the weld, are excellent in front corrosion resistance but satisfactory in other corrosion characteristics such as crevice corrosion resistance. No results were obtained. This is the result of the progress of corrosion in the part of the weld metal. On the other hand, in Nos. 53 to No. 58 conventional corrosion resistant steels (Nos. 2 to 4) in which the above ratios satisfy the relations (1) and (2), the corrosion resistance was improved even in the corrosion characteristics, and the welding The corrosion resistance preferable as a structure was shown.

또한, 본 실시예에서는 서브마지아-크 용접법에 의한 용접부를 평가대상으로 하였지만, 피복 아-크 용접법이나 엘렉트로슬라그 용접법 등 다른 용접방법으로도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한 이용된 용접재료도 표 8에 한정되는 것은 아니다.In addition, in this embodiment, although the welding part by the submagazine arc welding method was made into evaluation object, the same effect can be acquired by other welding methods, such as a covering arc welding method and an electroslag welding method. In addition, the welding material used is also not limited to Table 8.

본 발명의 조선용 강재는, 소정량의 Co와 Mg을 병용하여 함유시킴과 동시에, 화학성분 조성을 적절히 조정하므로써, 도장 및 전기방식을 행하지 않고도 실용화 가능한 내식성이 우수한 조선용 강이 실현 가능하고, 특히 틈새부식에 대한 내구성 향상을 도모함과 동시에, 해수에 기인한 염분부착과 습윤환경에 의한 부식에 대해서도 우수한 내구성을 발휘하는 조선용 강재가 실현 가능하다. 이러한 조선용 강재는 유조선, 화물선, 화객선, 객선, 군함 등의 선박의 외판(外板), 밸러스트 탱크(ballast tank), 원유탱크 등의 소재(素材)로서 유용하다.The shipbuilding steels of the present invention contain a predetermined amount of Co and Mg in combination, and by appropriately adjusting the chemical composition, shipbuilding steel with excellent corrosion resistance that can be put into practical use without coating and electrical methods can be realized. In addition to improving durability against crevice corrosion, shipbuilding steels that exhibit excellent durability against salt adhesion due to seawater and corrosion due to wet environments can be realized. Such shipbuilding steels are useful as materials for tankers, cargo ships, passenger ships, passenger ships, warships, etc. of outer shells, ballast tanks, crude oil tanks, and the like.

Claims (8)

C : 0.01 ~ 0.30% (질량 %, 이하 동일함),C: 0.01 to 0.30% (mass%, the same below), Si : 0.01 ~ 1.50%,Si: 0.01-1.50%, Mn : 0.01 ~ 2.0%,Mn: 0.01 to 2.0%, Al : 0.005 ~ 0.10%를 각각 함유하고, 그 이외에 Al: 0.005 to 0.10%, respectively, in addition to Co : 0.01 ~ 5.00% 및 Mg : 0.0005 ~ 0.020%를 함유하고, 잔부가 철(Fe) 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.A ship steel having excellent corrosion resistance, characterized by containing 0.01% to 5.00% of Co and 0.0005% to 0.020% of Mg, and the balance being made of iron (Fe) and unavoidable impurities. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 Co의 함유량 [Co]와 Mg의 함유량 [Mg]의 비의 값([Co]/[Mg])은 2 ~ 350인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.The value ([Co] / [Mg]) of ratio of said Co content [Co] and Mg content [Mg] is 2-350, The ship steel material excellent in corrosion resistance. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 또한,Also, Cu : 0.01 ~ 5.0%,Cu: 0.01-5.0%, Cr : 0.01 ~ 5.0%,Cr: 0.01 to 5.0%, Ni : 0.01 ~ 5.0% 및 Ti : 0.005 ~ 0.20% 으로 이루어지는 군(群)으로부터 선택된 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.A ship steel having excellent corrosion resistance, characterized by containing at least one member selected from the group consisting of Ni: 0.01 to 5.0% and Ti: 0.005 to 0.20%. 제 1항 ~ 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 또한,Also, Ca : 0.0005 ~ 0.020%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.Ca: ship steel materials excellent in corrosion resistance, containing 0.0005 to 0.020%. 제 1항 ~ 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 또한,Also, Mo : 0.01 ~ 5.0% 및/또는 W : 0.01 ~ 2.0%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.A ship steel having excellent corrosion resistance, characterized by containing Mo: 0.01 to 5.0% and / or W: 0.01 to 2.0%. 제 1항 ~ 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 또한,Also, B : 0.0001 ~ 0.010%B: 0.0001 ~ 0.010% V : 0.01 ~ 0.50% 및 Nb : 0.003 ~ 0.50% 로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.A ship steel having excellent corrosion resistance, characterized by containing at least one member selected from the group consisting of V: 0.01 to 0.50% and Nb: 0.003 to 0.50%. 제 1항 ~ 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 또한,Also, Zn : 0.001 ~ 0.10 질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 강재.Zn: ship steel having excellent corrosion resistance, characterized by containing 0.001 to 0.10 mass%. 제 1항 ~ 제 7항 중 어느 하나의 항에 기재되어 있는 선박용 강재를 용접하여 형성된 용접구조체의 용착금속(溶着金屬)과 모재강재(母材鋼材)에 포함되는 Co 및 Mg의 관계가 하기식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 선박용 용접구조체.The relationship between Co and Mg contained in the weld metal of a welded structure formed by welding the ship steel materials described in any one of Claims 1-7, and a base steel material is A marine welded structure having excellent corrosion resistance, characterized by satisfying (1) and (2). 0.30 ≤ 용착금속의 Co 함유량/모재의 Co 함유량 ≤ 3.0 ‥‥ (1)0.30 ≤ Co content of deposited metal / Co content of base metal ≤ 3.0 ‥‥ (1) 0.30 ≤ 용착금속의 Mg 함유량/모재의 Mg 함유량 ≤ 3.0 ‥‥ (2)0.30 ≤ Mg content of deposited metal / Mg content of base metal ≤ 3.0 ‥‥ (2)
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